Arduino

Arduino:
Computación
física libre

@gnuardo
miércoles 15 de diciembre de 2010

El
proyecto
1

+


¿Qué es arduino?
Todos los esquemas se
Open se pueden descargar
desde la misma página
Hardware de arduino: http://
arduino.cc

El lenguaje de
Open programación,
el IDE y todo el entorno
Software necesario
también son libres.


¿Y la
física?

Computación física

Dan O’Sullivan y Tom Igoe:
(physicalcomputing.com)

puting i s about
“Physic al com tween
onversa tion be
c rea ting a c nd the virtual
hysical world a
the p puter”
wo rld of t he com


El
hardware
2

Todos tienen en común:
1. 2. 3.
FAMILIA DEL EEPROM,
LENGUAJE DE
MICRO SDRAM Y LAS
PROGRAMA-
(ATMEL SIGUIENTES
CIÓN
ATMEGA)* E/S

* casi siempre


Tipos de E/S
1.
E ntrada Analógica

2.
Ent rada/Salida Digital

3.
Modulación por ancho de pulsos


Escudos o “shields”
1. 2.
Ethernet ZigBee

3. 4.
Midi CAN

5. 6.
LCD GSM


Sensores
1. 2.
Alcohol CO

3. 4.
Acelerómetros Ultra
Sonidos

5. 6.
Luz Temperatura


Principales
diferencias entre 1. 2.
el hardware EEPROM SDRAM
arduino

3. 4. 5.
I/O MHz / V Dimensiones


El
Software
3

Lenguaje e IDE
Processing: Creado por Wiring: Creado por
Casey Reas y Ben Fry. Hernando Barragán. Es la
Sintaxis muy similar a C. biblioteca que encapsula
Público objetivo: artes todo el acceso a la E/S de
electrónicas y los dispositivos.
MIT Media Lab “comunidades de diseño
visual”.
wiring.org.co

C++ Acceso al Hardware
Simpliﬁcado Simpliﬁcado


Lenguaje

Estructura [] = , // {} . /* */ #include () ; void

boolean, byte, char, double, ...
Datos

== > < != for() while() break if else ..
Control

digitalWrite() pinMode() ...
E/S


Lenguaje

Math abs() sqrt() log() >> <<

PI, HIGH, LOW, OUTPUT
Constantes


Lenguaje

Básicos E/S

digital analog
pinMode()
(Write|Read)() (Read|Write)()

Nos permite leer/escribir Permite establecer si un Nos permite leer/escribir
una señal digital pin I/O digital se usará una señal analógica
para lectura o escritura


Bibliotecas
Soporte de las comunicaciones entre el
Serial hardware y dispositivos externos vía puerto
serie.

Escritura/Lectura de la EEPROM interna del
EEPROM hardware.

Manipulación de motores servo.
Servo

Liquid
Manipulación básica de LCDs.
Crystal


Bibliotecas

Manipulación de matrices LED.
Matrix

Animaciones en matrices LED.
Sprite

Descodiﬁcación de datos GPS.
NMEA

Mensajería OSC entre el PC y el hardware.
OSC


IDE
Menu

Editor de texto

Área de
mensajes
Consola


IDE
1. Todo el código de nuestro proyecto se agrupa en un “sketch”. Cada
sketch tiene su propio directorio. Si se necesitan ﬁcheros externos al
Sketches sketch se compila un .hex con el resultado antes de subir el código al
hardware.

2. Reformatea el código para permitir una mejor lectura “humana” por

Autoformato
parte del mismo.

3. Permite abrir una conexión por el puerto serie y depurar todos los datos
provenientes del hardware. Muy útil para depuración y veriﬁcación.

Monitor serie


4
Insta-
lación

Paso a paso
1.
Instalar librerías Gentoo:
emerge emul-linux-x86-java
de emulación de
32 bits para
JAVA

2.
Dotar al usuario
de permisos Gentoo:
sobre el puerto sudo gpasswd -a $user uucp

serie a usar


Paso a paso
3.
Descargar el Gentoo:
wget http://wiring.org.co/
entorno download/wiring-0027.tgz

4.
Descomprimir el Gentoo:
paquete tar zxpvf wiring-0027.tgz


Paso a paso

5.
Gentoo:
Ejecutar ./wiring


Paso a paso (modo consola)
Gentoo:
Dependencias:
Si tienes un S.O. de 64 bits necesitarás las bibliotecas de emulación de 32bits para java:
(En gentoo el nombre del paquete es: app-emulation/emul-linux-x86-java)
Necesitarás java y libXext.

Ejemplos de permisos para los puerto serie:
gerardo@funtoo-GNUardo ~ $ ls -lh /dev/ttyS*
crw-rw---- 1 root uucp 4, 64 Nov 25 11:51 /dev/ttyS0

Añadir al usuario al grupo uucp:
sudo gpasswd -a gerardo uucp

gerardo@funtoo-GNUardo ~ $ cat /etc/group | grep gerardo | grep uucp
uucp:x:14:uucp,gerardo

... después salir y volver a entrar en la sesión (o en la shell).

Descargar wiring / arduino:
wget http://wiring.org.co/download/wiring-0027.tgz

Descomprimir el paquete:
tar zxpvf wiring-0027.tgz

y ejecutarlo:
./wiring

Voila!


Prácticas
5

¿Qué vamos a hacer?
1.
En cendido de un led
Nuestro primer ejemplo será
encender y apagar un simple led
con una de las E/S digitales.

2.
Mover un mot or con un H-Bridge
En el segundo ejemplo usaremos
electrónica adicional que nos
ayudará a mover un pequeño motor.


¿Qué vamos a hacer?
3.
Encendido de una bombilla 220VAC
Usaremos un triac y un
desacoplador óptico para conmutar
corrientes 220VAC

4.
Dibujado de d atos a tiempo real
Usaremos la comunicación serie y
las entradas analógicas para,
ayudándonos del software kst,
realizar un trazado en tiempo real de
los datos recibidos.


1.
Encendido de un led
Nuestro primer ejemplo será
encender y apagar un simple led
con una de las E/S digitales.

Esquema
Código
fuente


2.
Mover un motor con un H-Bridge
En el segundo ejemplo usaremos
electrónica adicional que nos
ayudará a mover un pequeño motor.

Esquema

Código
fuente


3.
Encendido de u na bombilla 220VAC
Usaremos un triac y un
desacoplador óptico para conmutar
corrientes 220VAC

Esquema

Código
fuente


4.
Dibujado de dat os a tiempo real
Usaremos la comunicación serie y
las entradas analógicas para,
ayudándonos del software kst,
realizar un trazado en tiempo real de
los datos recibidos.

Esquema
Código
fuente


Produc-
tos
6

Nos falta sólo el último paso


1.
Podemos Utilizando como base a
ayudarnos de processing y arduino pero
proyectos como dando el último paso y
realizando el pcb.
fritzing.org


2.
Usando Aquí tenemos la libertad de
cualquier cargar la EEPROM de
cualquier micro de la serie
software EDA* ATMega con nuestro
como kicad o software e incluirlo en
geda nuestro propio diseño

* electronic design automation


Ejemplo:
Llave universal RFID
(instructables.com drj113)


Resumen
7

Resumen
1. No es meter los dedos en el puerto
Co mputación física USB de nuestro PC

2. Muchas grandes ideas nacen en un
Arduino bar.

3. Nos vale con cualquier hardware
Hardware arduino o compatible para empezar
a hacer nuestros pinitos.


Resumen
4. Muy fácil de usar incluso para
Software neóﬁtos de la programación. La
documentación es extensa.

5. No tengas miedo de fallar, yo hago
¡Practica! electrónica de ensayo y error ;)

6. Al ﬁnal tendrás que realizar PCBs
Productos antes o después, así que ¡manos a
la obra!


¡Gracias!

Más ...

gerardo.puerta@iavante.es

@gnuardo


Créditos

Slide Sources
1 Image Breadboard: ﬂickr @hobonerd
3 Snapshot: wikipedia.org
4 Image Banzi: diydrones.ning.com
Image David: amphibia.com.ar
Image Student: ﬂickr @stuartpilbrow
5 Image bulb: globalwarmingart.com
Image miracle of science: cuboidal.org
6 Image arduino: kaosat.net

7 Snapshots: arduino.cc and wikimedia.org
8 Image physics: MCTgarcía

11 Image hardware: arduino.cc

12 Video analog signal: tronixstuff.com
Video digital signal: tronixstuff.com
Video PWM signal: youtube @nkcElectronics

14 Images shields: sparkfun.com


Créditos

Slide Sources
15 Images: cooking-hacks.com

16 Image EEPROM: itp.nyu.edu
Image SDRAM: wikimedia.org
Image SCART: firstsing.com
Image cristal: egr.msu.edu
Image measures: jek-a-go-go flicr
18 Image MIT Media Lab: wikimedia.org
Snapshot: wiring.org.co

27 Image 64 bits: librenet.files.wordpress.com
Image serial port eertbd.com

28 Images boxes: interfacelift @Alejandro Lopez Ulloa

29 Image play: psdgraphics.com

32 Image arduino Led: halley.cc
Image H-Bridge: earthshineelectronics.com

33 Image TO-220: sterenshopusa.com
Image analog Input: halley.cc

34-37 Codes and schematics: wiring.org.co

39 Image: fritzing.org


Créditos

Slide Sources
40 Snapshots: fritzing.org

42 Images: instructables.com @drj113

47 Image twitter bird: wordpress.com @seevirtual


Arduino

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